(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、車体のレイアウト上、フロントメンバの上方にリヤデファレンシャルを配設する場合がある。この場合、特許文献3に開示されているように、フロントメンバの左右方向中間部が左右両側よりも下に位置するようにフロントメンバを屈曲形状にする必要がある。
【0006】
また、排気管の配設位置がリヤデファレンシャルの側方で、かつ、フロントメンバの下方となる場合がある。この場合、最低地上高を確保しながら排気管との干渉も防止するために、フロントメンバの下側を上方に湾曲させなければならない。
【0007】
つまり、リヤサブフレームのフロントメンバにおいては、上下にそれぞれリンクを高剛性に支持しなければならないという要求がある一方で、リヤデファレンシャル及び排気管の配設位置の制約を受けて複雑な形状にしなければならない場合があり、十分な剛性を確保するのが困難になる恐れがある。また、複雑な形状を特許文献3のような1本のパイプ材で成形するのは困難である。
【0008】
そこで、複数の板材を組み合わせて各部に必要な剛性を持たせつつ、複雑な形状のフロントメンバを構成することが考えられる。しかしながら、フロントメンバは、水のかかりやすい車外に配設されるものであることから、複数の板材を単純に組み合わせただけでは錆の発生による腐食の懸念がある。
【0009】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、リヤデファレンシャル及び排気管を避けることができる複雑な形状のフロントメンバを、複数の板材を組み合わせて構成する場合に、錆の発生による腐食を抑制できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上記目的を達成するために、本発明では、フロントメンバの上壁部の車体左右方向中間部が両側よりも下方に位置するように形成してリヤデファレンシャルをフロントメンバの上方に配設可能にし、さらに、フロントメンバの下壁部を上方へ屈曲させて排気管をフロントメンバの下方に配設可能にし、しかも、フロントメンバの車体左右方向中間部を、上下方向に分割された上側板材及び下側板材を組み合わせて構成するようにした。
【0011】
第1の発明は、
車体左側及び右側をそれぞれ車体前後方向に延びる左側及び右側サイドメンバと、
上記左側及び右側サイドメンバをその車体前部にて連結するフロントメンバと、
上記左側及び右側サイドメンバをその車体後部にて連結するリヤメンバとを備え、
上記フロントメンバの車体左右両側の上部及び下部にそれぞれサスペンションリンクを支持するように構成されたリヤサブフレーム構造において、
上記フロントメンバの上壁部は、車体左右方向中間部が両側よりも下方に位置するように形成され、該上壁部の車体左右方向中間部の上方にはリヤデファレンシャルが配設されるリヤデファレンシャル配設部が設けられ、
上記フロントメンバは、車体左右方向一側を構成する一側メンバ部と、車体左右方向他側を構成する他側メンバ部と、車体左右方向中間部を構成する中間メンバ部とを備え、
上記一側メンバ部と上記他側メンバ部とは、それぞれ車体前後方向に分割された前側板材及び後側板材を組み合わせて構成され、
上記中間メンバ部は、上下方向に分割された上側板材及び下側板材を組み合わせて構成されるとともに、上記前側板材及び上記後側板材により車体前後方向から挟まれ、
上記中間メンバ部の下壁部における車体左右方向一側が、上記リヤデファレンシャル配設部の側方を通る排気管を避けるように
上方へ屈曲するように形成され、
上記中間メンバ部の車体左右方向一側は、上記一側メンバ部の内方まで延びるとともに、該一側メンバ部に溶接され、
上記上側板材は、上記フロントメンバの上壁部となる上板部と、該上板部の車体前縁部から下方へ延びる前板部と、該上板部の車体後縁部から下方へ延びる後板部とを有し、
上記下側板材は、上記フロントメンバの下壁部となる下板部と、該下板部の車体前縁部から上方へ延びる前板部と、該下板部の車体後縁部から上方へ延びる後板部とを有し、
上記上側板材の上記前板部及び上記後板部が、上記下側板材の上記前板部の外面及び上記後板部の外面にそれぞれ重ね合わされ、
上記上側板材の上記前板部の下縁部は、上記フロントメンバの上下方向中間部に位置するとともに上記下側板材の上記前板部の外面に溶接され、
上記上側板材の上記後板部の下縁部は、上記フロントメンバの上下方向中間部に位置するとともに上記下側板材の上記後板部の外面に溶接されていることを特徴とする。
【0012】
この構成によれば、リヤデファレンシャル配設部を設け、かつ、排気管を避けるように形成された複雑な形状のフロントメンバを、複数の板材を組み合わせて構成することで、断面形状の設定自由度が向上して各部に必要な剛性を持たせて各リンクを高剛性に支持することが可能になる。
【0013】
そして、フロントメンバの車体左右方向中間部は、その上方にリヤデファレンシャル配設部を設けていることから下に位置することなる。このフロントメンバの車体左右方向中間部を、上下に分割された上側板材及び下側板材を組み合わせて構成したので、水が溜まり易い下壁部には上側及び下側板材の接合箇所が位置しないようにすることが可能になる。これにより、錆の発生による腐食が抑制される。
【0014】
また、上側板材の接合箇所がフロントメンバの下壁部から十分に上方へ離れることになるので、より一層腐食しにくくなる。
【0015】
また、一側メンバ部、他側メンバ部及び中間メンバ部をそれぞれ別の板材で構成することが可能になるので、それぞれの部位に最適な断面形状として必要な剛性が確保される。そして、中間メンバ部の車体左右方向一側は下壁部が上方へ屈曲しているので、剛性が低下する懸念があるが、この発明では、中間メンバ部の車体左右方向一側を一側メンバ部の内方まで延ばして該一側メンバ部に溶接しているので、剛性の低下が抑制される。
【0016】
また、一側メンバ部と他側メンバ部とが中間メンバ部に強固に固定される。
【発明の効果】
【0017】
第1の発明によれば、フロントメンバの上壁部の車体左右方向中間部を両側よりも下方に位置するように形成してリヤデファレンシャル配設部を設けるとともに、フロントメンバの下壁部を、リヤデファレンシャル配設部の側方を通る排気管を避けるように上方へ屈曲させ、しかも、フロントメンバの車体左右方向中間部を、上下方向に分割された上側板材及び下側板材を組み合わせて構成している。これにより、リヤデファレンシャル及び排気管を避けることができる複雑な形状のフロントメンバを、複数の板材を組み合わせて高剛性に構成することができ、しかも、錆の発生による腐食を抑制できる。
【0018】
また、上側板材の下側板材に対する接合箇所がフロントメンバの上下方向中間部に位置しているので、より一層腐食しにくくすることができる。
【0019】
また、フロントメンバが一側メンバ部と他側メンバ部と中間メンバ部とを有しているので、それぞれの部位に最適な断面形状として必要な剛性を容易に確保できる。そして、中間メンバ部の車体左右方向一側を一側メンバ部の内方まで延ばして該一側メンバ部に溶接しているので、フロントメンバ全体としての剛性を十分に確保できる。
【0020】
また、一側メンバ部と他側メンバ部の前側板材及び後側板材が中間メンバ部を車体前後方向から挟むようにしているので、一側メンバ部と他側メンバ部とを中間メンバ部に強固に固定できる。
【発明を実施するための形態】
【0022】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
【0023】
図1は、本発明の実施形態に係るリヤサブフレーム構造Aを示す斜視図である。このリヤサブフレーム構造Aは、後輪が駆動される自動車の後部に設けられ、マルチリンク式リヤサスペンションのリンク11〜15(
図1にのみ仮想線で示す)を支持するように構成されている。また、この自動車の前部には図示しないがエンジンが搭載されており、エンジンの出力はプロペラシャフトP(
図1にのみ仮想線で示す)を介してリヤデファレンシャルD(
図1及び
図2に仮想線で示す)に入力される。そして、図示しないドライブシャフトを介して左右の後輪が駆動される。
【0024】
また、エンジンから車体後方へ延びる排気管E(
図1及び
図2に仮想線で示す)は、リヤデファレンシャルDの側方、即ち右側を車体前後方向に延びている。排気管Eは、リヤデファレンシャルDの下方に位置づけられている。
【0025】
さらに、この自動車では、リヤデファレンシャルDの上方には、
図2に仮想線で示すように燃料タンクGが配設されている。
【0026】
尚、この実施形態の説明では、車体前側を単に「前」といい、車体後側を単に「後」といい、車体左右方向左側を単に「左」といい、車体左右方向右側を単に「右」というものとする。
【0027】
まず、マルチリンク式リヤサスペンションについて説明する。マルチリンク式リヤサスペンションは、左右にそれぞれ5本のリンク(サスペンションリンク)11〜15を有している。右側のリンク11〜15によって右後輪を車体に対して上下方向にストローク可能に連結し、左側のリンク11〜15によって左後輪を車体に対して上下方向にストローク可能に連結する。リンク11、12は、アッパアームを仮想的に構成する前側及び後側アッパリンクである。リンク13、14は、ロアアームを仮想的に構成する前側及び後側ロアリンクである。リンク15は、仮想のアッパアーム及びロアアームの配置によって決まる仮想キングピン軸周りの後輪の回動変位を規制するトーコントロールリンクである。そして、リンク11〜14がそれぞれの車体側端部を揺動中心として上下方向に揺動することによって後輪が所定の軌跡上をストロークするように構成されている。尚、このサスペンションには、図示しないがコイルスプリング及びダンパも設けられている。
【0028】
次に、リヤサブフレーム構造Aについて説明する。リヤサブフレーム構造Aは、リヤサブフレーム20を備えている。リヤサブフレーム20は、左側及び右側サイドメンバ21、22と、リヤメンバ30と、フロントメンバ40とを備えている。左側及び右側サイドメンバ21、22は、それぞれ、車体後部において左側及び右側を前後方向に延びる中空状の鋼製部材からなる。また、リヤメンバ30は、左側及び右側サイドメンバ21、22を、該左側及び右側サイドメンバ21、22の後部にて連結するためのものである。また、フロントメンバ40は、左側及び右側サイドメンバ21、22を、該左側及び右側サイドメンバ21、22の前部にて連結するためのものである。
【0029】
左側サイドメンバ21は、前側へ行くほど左側に位置するように湾曲している。左側サイドメンバ21の前側は、フロントメンバ40の前端部よりも前方へ突出している。左側サイドメンバ21の前端部は断面積が縮小されており、この前端部が図示しない弾性マウントを介して車体のフレーム(図示せず)に弾性支持される前側支持部21aである。左側サイドメンバ21における前側支持部21aとフロントメンバ40との間には、前側ロアリンク13を支持する前側ロアブラケット21bが設けられている。この前側ロアブラケット21bは、左側サイドメンバ21の上面から上方へ突出している。
【0030】
右側サイドメンバ22は、左側サイドメンバ21と左右対称形状である。従って、右側サイドメンバ22と左側サイドメンバ21との左右方向の間隔は、前側へ行くほど広くなっている。右側サイドメンバ22の前端部には前側支持部22aが設けられ、前側支持部22aの後方には前側ロアブラケット22bが設けられている。
【0031】
リヤメンバ30は、例えば鋼鈑を下方に開放する断面形状を有するようにプレス成形してなるものである。リヤメンバ30の左右両側の下部には、左側サイドメンバ21及び右側サイドメンバ22が入る切り欠き部30a、30aが形成されている。左側サイドメンバ21及び右側サイドメンバ22は、切り欠き部30a、30aに入った状態で該切り欠き部30a、30aの周縁部に溶接されている。
【0032】
リヤメンバ30の大部分は、左側サイドメンバ21及び右側サイドメンバ22の上面よりも上方に位置している。リヤメンバ30の下縁部は、左右方向中間部が最も上に位置するように湾曲形成されている。また、リヤメンバ30の上壁部は、左右方向中間部が最も下に位置するように湾曲形成されている。従って、リヤメンバ30の上下寸法は、左右方向中間部が左側及び右側に比べて短くなっている。
【0033】
リヤメンバ30の前壁部の左側には、リヤデファレンシャルDの左側を弾性支持する左側デファレンシャルブラケット31が設けられている。リヤメンバ30の前壁部の右側には、リヤデファレンシャルDの右側を弾性支持する右側デファレンシャルブラケット32が設けられている。
【0034】
リヤメンバ30の左側は、左側サイドメンバ21から左側へ突出している。リヤメンバ30の左側下部には、後側ロアリンク14を支持する後側ロア支持部30bが設けられている。リヤメンバ30の左側上部には、後側アッパリンク12を支持する後側アッパ支持部30cが設けられている。
【0035】
リヤメンバ30の右側は、右側サイドメンバ22から右側へ突出している。リヤメンバ30の右側下部には、後側ロアリンク14を支持する後側ロア支持部30dが設けられている。リヤメンバ30の右側上部には、後側アッパリンク12を支持する後側アッパ支持部30eが設けられている。
【0036】
リヤメンバ30の左端部には、図示しない弾性マウントを介して車体のフレームに弾性支持される後側支持部30fが設けられている。また、リヤメンバ30の右端部には、図示しない弾性マウントを介して車体のフレームに弾性支持される後側支持部30gが設けられている。
【0037】
図2や
図3に示すように、フロントメンバ40は、該フロントメンバ40の右側(車体左右方向一側)を構成する右側メンバ部(一側メンバ部)41と、該フロントメンバ40の左側(車体左右方向他側)を構成する左側メンバ部(他側メンバ部)42と、左右方向中間部を構成する中間メンバ部43とを備えている。
【0038】
フロントメンバ40の上壁部40aは、左右方向中間部が両側よりも下方に位置するように形成されている。上壁部40aの上方には、リヤデファレンシャルDが配設される空間としてのリヤデファレンシャル配設部Sが設けられている。上壁部40aにおけるリヤデファレンシャル配設部Sの直下方に位置する部位が最も低くなっている。上壁部40aは、左側へ行くほど、及び右側へ行くほど高くなっている。フロントメンバ40の上下寸法は、左右方向中間部が最も短く、左側へ行くほど、及び右側へ行くほど長くなっている。
【0039】
また、フロントメンバ40の下壁部40bの右寄りの部位には、リヤデファレンシャル配設部Sの右側方を通る排気管Eを避けるように上方へ屈曲するように形成された屈曲部40cが設けられている。屈曲部40cで囲まれた空間に排気管Eが位置するようになっており、これにより、最低地上高を確保しながら、フロントメンバ40と排気管Eとの干渉が防止される。
【0040】
下壁部40bにおける屈曲部40cを構成する部位は、上壁部40aにおけるリヤデファレンシャル配設部Sの直下方に位置する部位よりも上に位置している。リヤデファレンシャル配設部S及び屈曲部40cを左右に並べて形成していることで、フロントメンバ40は複雑な屈曲形状を呈することになる。
【0041】
また、フロントメンバ40の左右両側の下部には、左側サイドメンバ21及び右側サイドメンバ22が入る切り欠き部40d、40dが形成されている。左側サイドメンバ21及び右側サイドメンバ22は、切り欠き部40d、40dに入った状態で該切り欠き部40d、40dの周縁部に溶接されている。
【0042】
図1に示すように、フロントメンバ40の前壁部の右側には、排気管Eを支持する排気管ブラケット46が設けられている。さらに、フロントメンバ40の前壁部の上部には、左右両側に、図示しない弾性マウントを介して車体のフレームに弾性支持される中間支持部48がそれぞれ設けられている。中間支持部48は、フロントメンバ40の本体部分とは別部材で構成されており、
図2及び
図3では省略している。
【0043】
フロントメンバ40の左側下部には、トーコントロールリンク15を支持するコントロールリンク支持部40eが設けられている。フロントメンバ40の左側上部には、前側アッパリンク11を支持する前側アッパ支持部40fが設けられている。
【0044】
また、フロントメンバ40の右側下部には、トーコントロールリンク15を支持するコントロールリンク支持部40gが設けられている。フロントメンバ40の右側上部には、前側アッパリンク11を支持する前側アッパ支持部40hが設けられている。
【0045】
図2や
図3に示すように、中間メンバ部43は、左右方向に延びており、上下方向に分割された上側板材50及び下側板材51を組み合わせて構成されている。これら上側板材50及び下側板材51は鋼鈑をプレス成形してなるものである。
図5に示すように、上側板材50は、フロントメンバ40の上壁部40aとなる上板部50aと、上板部50aの前縁部から下方へ延びる前板部50bと、上板部50aの後縁部から下方へ延びる後板部50cとを有し、下方へ開放するコ字状の断面となっている。また、上側板材50は、フロントメンバ40の左右方向中間部の形状に対応するように左右方向中間部が最も下に位置するように全体として湾曲している。
【0046】
図6に示すように、下側板材51は、フロントメンバ40の下壁部40bとなる下板部51aと、下板部51aの前縁部から上方へ延びる前板部51bと、下板部50aの後縁部から上方へ延びる後板部51cとを有し、上方へ開放するコ字状の断面となっている。また、下側板材51は、フロントメンバ40の左右方向中間部の形状に対応するように右側が最も上に位置するように上方へ屈曲形成されている。
図4にも示すように、下側板材51の左右方向の長さは、上側板材50の左右方向の長さよりも長く設定されている。
【0047】
上側板材50と下側板材51とを組み合わせた状態で、上側板材50の前板部50b及び後板部50cが、下側板材51の前板部51b及び後板部51cの外側に重なるように配置される。また、上側板材50の前板部50bの下縁部が下側板材51の前板部51bの外面に溶接されるとともに、上側板材50の後板部50cの下縁部が下側板材51の後板部51cの外面に溶接される。上側板材50の前板部50bの下縁部及び後板部50cの下縁部は、下側板材51に対する接合箇所であり、この接合箇所はフロントメンバ40の下壁部40bよりも上、つまり、フロントメンバ40の上下方向中間部に位置している。
【0048】
図4に示すように、中間メンバ部43の右側は、右側メンバ部41の内方まで延びている。この中間メンバ部43の右側が右側メンバ部41に溶接されている。
【0049】
図3に示すように、右側メンバ部41は、前後方向に分割された前側板材52及び後側板材53を組み合わせて構成されている。
図7に示すように、前側板材52は、略上下方向に延びる前板部52aと、前板部52aの上縁部に沿って延び、後方へ突出する上板部52bと、前板部52aの右縁部から後方へ突出する右板部52cとを有している。前板部52aの上下寸法は、右側へ行くほど長くなっている。また、
図8に示すように、後側板材53は、前側板部52と同様な形状であり、略上下方向に延びる後板部53aと、後板部53aの上縁部に沿って延び、前方へ突出する上板部53bと、後板部53aの右縁部から前方へ突出する右板部53cとを有している。
【0050】
前側板材52及び後側板材53を組み合わせると、中間メンバ部43の右側は上述のように右側メンバ部41の内方に位置する。そして、中間メンバ部43の右側は、前側板材52及び後側板材53により前後方向から挟まれる。前側板材52及び後側板材53の左側は、中間メンバ部43の右側の外面に溶接される。また、前側板材52の上板部52bと後側板材53の上板部53bとは溶接され、前側板材52の右板部52cと後側板材53の右板部53cとも溶接される。
【0051】
図3に示すように、左側メンバ部42は、前後方向に分割された前側板材54及び後側板材55を組み合わせて構成されている。
図9に示すように、前側板材54は、略上下方向に延びる前板部54aと、前板部54aの上縁部に沿って延び、後方へ突出する上板部54bと、前板部54aの左縁部から後方へ突出する左板部54cとを有している。前板部54aの上下寸法は、左側へ行くほど長くなっている。また、
図10に示すように、後側板材55は、前側板部52と同様な形状であり、略上下方向に延びる後板部55aと、後板部55aの上縁部に沿って延び、前方へ突出する上板部55bと、後板部55aの左縁部から前方へ突出する左板部55cとを有している。
【0052】
前側板材54及び後側板材55を組み合わせると、中間メンバ部43の左側が左側メンバ部42の内方に位置する。そして、中間メンバ部43の左側は、前側板材54及び後側板材55により前後方向から挟まれる。前側板材54及び後側板材55の右側は、中間メンバ部43の左側の外面に溶接される。また、前側板材54の上板部54bと後側板材55の上板部55bとは溶接され、前側板材54の左板部54cと後側板材55の左板部55cとも溶接される。
【0053】
以上説明したように、この実施形態によれば、リヤサブフレーム20のフロントメンバ40の上壁部40aの左右方向中間部が両側よりも下方に位置するように形成してその上方にリヤデファレンシャル配設部Sを設けるとともに、フロントメンバ40の下壁部40bを、リヤデファレンシャル配設部Sの側方を通る排気管Eを避けるように上方へ屈曲させている。そして、フロントメンバ40の左右方向中間部を、上下方向に分割された上側板材50及び下側板材51を組み合わせて構成している。すなわち、リヤデファレンシャルD及び排気管Eを避けることができる複雑な形状のフロントメンバ40を、上側板材50及び下側板材51を組み合わせて構成することで、単一の部材で構成する場合に比べて断面形状の設定自由度が向上して各部に必要な剛性を持たせて各リンク11〜15を高剛性に支持することができる。
【0054】
そして、フロントメンバ40の左右方向中間部は、その上方にリヤデファレンシャル配設部Sを設けていることから下に位置することになるが、このフロントメンバ40の左右方向中間部を、上下に分割された上側板材50及び下側板材51を組み合わせて構成したので、水が溜まり易い下壁部40bには上側板材50及び下側板材51の接合箇所が位置しないようにすることができる。これにより、錆の発生による腐食が抑制される。
【0055】
また、上側板材50と下側板材51との接合箇所がフロントメンバ40の上下方向中間部に位置しているので、接合箇所に水が長期間に亘って存在しにくくなり、より一層腐食しにくくすることができる。
【0056】
また、フロントメンバ40が右側メンバ部41と左側メンバ部42と中間メンバ部43とを有しているので、それぞれの部位に最適な断面形状として必要な剛性を容易に確保できる。そして、中間メンバ部43の右側を右側メンバ部41の内方まで延ばして右側メンバ部41に溶接しているので、フロントメンバ40全体としての剛性を十分に確保できる。
【0057】
また、右側メンバ部41と左側メンバ部42の前側板材52、54及び後側板材53、55が中間メンバ部41を前後方向から挟むようにしているので、右側メンバ部41と左側メンバ部42とを中間メンバ部43に強固に固定できる。
【0058】
上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。